Transglutaminases de Anopheles gambiae: caracterização molecular, bioquímica e histológica.

A malária é causada por parasitas protozoários do género Plasmodium spp, a sua transmissão aos humanos deve-se à picada infecciosa de mosquitos fêmea do género Anopheles spp, sendo Anopheles gambiae o vector mais eficiente de malária em todo o mundo. O intestino médio do mosquito representa um dos ambientes mais desafiantes à sobrevivência e desenvolvimento do parasita, e é, portanto, também um dos locais mais atraentes para novas estratégias de controlo da malária, pois é onde se observa uma diminuição acentuada na população de parasitas invasores. A transglutaminase (TGM) desempenha um papel importante e diversificado em mamíferos, tais como a coagulação e a formação da barreira epitelial, catalisando o “crosslinking” entre proteínas. Em invertebrados, como Drosophila sp, a proteína TGM mostrou estar envolvida na defesa imunitária. O mosquito A. gambiae tem codificado no seu genoma três TGMs, o gene AGAP009099, já caracterizado, é expresso exclusivamente nas MAGs (glândulas auxiliares masculinas). Os genes AGAP009098 e AGAP009100, cujas funções não foram ainda clarificadas, são expressos ubiquamente e em baixos níveis. No presente trabalho, propõe-se a caracterização das duas proteínas codificadas por estes genes, de forma a identificar o modo como estas proteínas interagem dentro do mosquito, a esclarecer o seu papel na invasão do intestino médio de A. gambiae por Plasmodium spp., o que permitirá averiguar o seu envolvimento ao nível da imunidade inata do mosquito. Foi produzida e purificada a proteína recombinante AgTGM98-1, que se utilizou para a produção de um anticorpo anti-AgTGM98. A atividade de TGM no mosquito não se mostrou estatisticamente significativa entre os estadios larvares, pupas e adultos. A caracterização bioquímica de AgTGM98 e AgTGM100 revelou a possível existência de proteínas do tipo TGM. Através de western blotting, verificou-se uma diminuição de AgTGM98, comparando mosquitos não infetados com infetados por P. berghei, o que sugere alterações na expressão desta proteína face à invasão pelo parasita, o que pode significar o seu envolvimento direto na infeção. Caracterizou-se, por imunohistoquímica (IHC) a localização de AgTGM98 e AgTGM100 em intestinos médios de mosquitos. A proteína AgTGM98 apresentou uma localização membranar, na parte basal do intestino médio e com distribuição ao longo deste. Contrariamente, a AgTGM100 tem uma localização intracelular e uma distribuição presente apenas no proventrículo e zona mais apical do intestino médio durante uma fase da sua existência, sendo com o passar do tempo detectada em todo o intestino médio.

Resistência a insecticidas em Anopheles gambiae s.l. na Região de Luanda, Angola

Em Angola, a malária é a principal causa de morbilidade e de mortalidade infantil. O controlo de vectores com recurso aos insecticidas representa uma parte importante da estratégia actual para a prevenção da doença. Em Anopheles gambiae s.s., principal vector de malária em África, estão identificadas duas mutações pontuais no gene que codifica os canais de sódio das membranas das células do sistema nervoso, conferindo resistência knockdown (kdr) aos insecticidas piretróides e ao DDT. Também se encontra descrita para esta espécie uma mutação no gene acetilcolinesterase-1 (ace-1), associada à resistência a carbamatos e organofosfatos. Este trabalho teve como principal objectivo avaliar o nível de resistência aos insecticidas em An. gambiae da província de Luanda, Angola e determinar a frequência destas mutações. Foram realizadas colheitas entomológicas em 2009 e 2010, através da prospeção de criadouros larvares. Os insectos capturados foram criados até a emergência do adulto e sujeitos a ensaios de susceptibilidade a insecticidas, através de testes da OMS. A identificação de espécies e formas moleculares do complexo An. gambiae, bem como a pesquisa de mutações no gene ace-1 foram feitas por PCR-RFLP. A pesquisa de mutações no gene kdr foi realizada por PIRA-PCR. Amostras selecionadas de mosquitos (incluindo uma amostra proveniente de uma colheita de adultos) foram ainda genotipadas para 11 loci microssatélites. Os níveis de resistência para a permetrina, DDT e -cialotrina foram elevados, com taxas de mortalidade inferiores a 70% em ambos os anos. Em contraste, as taxas de mortalidade foram sempre acima de 98% para bendiocarb e fenitrotião, indicadoras de susceptibilidade a estes insecticidas. Todas as amostras processadas foram identificadas como An. gambiae s.s., forma molecular M e não se observou a mutação no gene ace-1 associada à resistência. Em ambos os anos, foi detectada apenas a mutação L1014F no locus kdr e a frequência do alelo mutante (TTT) foi bastante elevada. Em 2009, observou-se uma associação entre genótipos homozigóticos para o alelo 1014F e o fenótipo resistente, para os insecticidas piretróides e para o DDT. O polimorfismo dos loci microssatélites analisados foi elevado, com a riqueza alélica a variar entre 5 (45C1) e 20 (H128) e a heterozigotia esperada entre 0,529 (H577) e 0,862 (H249). A análise genética não revelou um grau de parentesco entre os indivíduos que constituíram as amostras estudadas. Este resultado sugere que os elevados níveis de resistência observados não foram influenciados pelo método de colheita de mosquitos que, em certas condições, poderia contribuir para a amostragem de indivíduos aparentados.

Espécies de Anopheles no município de Pinheiro (Maranhão), área endêmica de malária

A riqueza, abundância relativa, flutuação sazonal, preferência por ambiente (peri e intradomicílio) e horários de hematofagismo de espécies de Anopheles foram estudados no município de Pinheiro, Maranhão. As fêmeas foram capturadas mensalmente sobre iscas humanas de maio/1998 a abril/1999, das 18 às 6 horas. Foram coletados 1.321 espécimens pertencentes a 10 espécies de Anopheles, todas do subgênero Nyssorhynchus: A. argyritarsis com 62%, A. darlingi (21,7%), A. albitarsis (4,5%), A. galvaoi (4%), A. triannulatus (3,1%) e A. evansae (2,8%). As espécies A. nuneztovari, A. braziliensis, A. rondoni e A. strodei representaram juntas 1,9%. Os anofelinos ocorreram o ano todo, não havendo diferença significativa no número de exemplares capturados entre as estações chuvosa (51,7%) e seca (48,3%). A freqüência dos anofelinos no peridomicílio foi significativamente maior (p < 0,01) (82%) do que no intradomicílio (18%), preferindo sugar no crepúsculo vespertino e nas primeiras horas da noite.

Encontro de larvas de Anopheles (Nyssorhynchus) argyritarsis em criadouros artificiais no Estado de Mato Grosso

Cita-se o encontro de formas imaturas de culicídeos em caixas d’água colocadas no nível do solo. Foram encontradas larvas de Anopheles argyritarsis e Aedes albopictus no município de Várzea Grande (MT). Considera-se que estes recipientes artificiais possam constituir locais adicionais utilizáveis como criadouros de anofelinos.

Ecologia de Anopheles (Nyssorhynchus) darlingi Root em área de implantação de empreendimento hidrelétrico, na divisa dos Estados do Mato Grosso do Sul e São Paulo

INTRODUÇÃO: Hidrelétricas alteram o fluxo das águas e provocam impactos sobre a composição de mosquitos, justificando-se essa pesquisa. O objetivo da pesquisa foi estudar anofelinos de área sob a influência de um novo lago e avaliar a vulnerabilidade relativa à malária. MÉTODOS: Foram feitas coletas de Anopheles nas margens da Represa Porto Primavera, durante as fases do alagamento até sua cota máxima. Utilizaram-se as técnicas: atrativa humana, de armadilha de Shannon e concha entomológica. Os indicadores Riqueza e Diversidade foram utilizados para medir o impacto. A análise das distribuições temporais foi realizada pelo teste Mann-Whitney, considerando localidade, cota e método de captura como variáveis independentes (α=0,05). RESULTADOS: A densidade de Anopheles darlingi oscilou entre as localidades A, B e C, sendo que os maiores picos foram para B e C. Com a estabilidade do lago, no último nível, evidenciou-se a tendência de redução da densidade de Anopheles darlingi. CONCLUSÕES: Sugere-se que o risco de autoctonia de malária nas proximidades do lago permanece inalterado, ficando o alerta para esporádicas infecções humanas.

Effects of flooding of the River Paraná on the temporal activity of Anopheles (Nyssorhynchus) darlingi Root (Diptera: Culicidae), at the border state of Mato Grosso do Sul and São Paulo, Brazil

INTRODUCTION: Study of the temporal activity of malaria vectors during the implantation of a hydroelectric power station on the River Paraná, intended to generate electrical energy. The river separates the States of São Paulo and Mato Grosso do Sul, in Brazil. The objective was to verify whether alterations occurred in the wealth and diversity indices of Anopheles, following two successive floods, extended to the temporal activity and nycthemeral rhythm followed over a five year period. METHODS: Mosquito capture was performed monthly using the Human Attraction Technique and Shannon Traps. The first, executed for 24h, provided the nycthemeral rhythm and the second, lasting 15h, permitted the tracking of Anopheles during the two floods. RESULTS: The bimodal pattern of Anopheles darlingi defined before these floods was modified throughout the environment interventions. The same effect had repercussions on the populations of An albitarsis s.l., An triannulatus and An galvaoi. Activity prior to twilight was less affected by the environment alterations. CONCLUSIONS: The dam construction provoked changes in Anopheles temporal activity patterns, permitting classification of the area as an ecologically steady and unstable situation. Differences observed in Anopheles behavior due to the capture methods revealed the influence of solo and multiple attractiveness inside the populations studied.

Larval control of Anopheles (Nyssorhinchus) darlingiusing granular formulation of Bacillus sphaericus in abandoned gold-miners excavation pools in the Brazilian Amazon Rainforest

INTRODUCTION: Use of a Bacillus sphaericus based mosquito larvicide was evaluated as an intervention for malaria vector control at a mining site in Amapá, Brazil. Impacts on larval and adult densities of the primary vector Anopheles darlingi were measured over the course of a 52 week study period.METHODS: In Calçoene, State of Amapá, gold mining activity occurs in 19 mining sites in gold-miners of Lourenço. Large pools are formed in mining sites and naturally colonized by Anopheles darlingi. During one year, the impact of applications of VectoLex(r) CG to these larval sources was evaluated. Applications of 20kg/ha were made as needed, based on 10 immature (3rd, 4th instars and pupae) surveillance of health and established thresholds. RESULTS: One hundred percent initial control was observed 48h after each treatment. The pools received from 2-10 (5.3±1.6) treatments during the year. The average re-treatment interval in productive pools was 9.4±4.3 weeks. During weeks 3-52 of the study, mean density of late stage larvae was 78% and pupae were 93% lower in the treated pools than in untreated pools (p< 0.0001, n=51) while reduction of adult mosquitoes was 53% in comparison to the untreated area during the last five months of the study, which were the rainy season (p<0.001).CONCLUSIONS:VectoLex(r) CG reduced immature Anopheles darlingi infestation levels during the entire study period, and reduced adult mosquito populations during the rainy season.

Larvicidal effects of endophytic and basidiomycete fungus extracts on Aedes and Anopheles larvae (Diptera, Culicidae)

Introduction In vitro bioassays were performed to access the larvicidal activity of crude extracts from the endophytic fungus Pestalotiopsis virgulata (Melanconiales, Amphisphaeriaceae) and the saprophytic fungus Pycnoporus sanguineus (Basidiomycetes, Polyporaceae) against the mosquitoes Aedes aegypti and Anopheles nuneztovari. Methods The extracts were tested at concentrations of 100, 200, 300, 400 and 500ppm. Ethyl acetate mycelia (EAM) extracts and liquid culture media (LCM) from Pe. virgulata and Py. sanguineus were tested against third instar larvae of Ae. aegypti and An. nuneztovari. Results The larvicidal activity of the EAM extracts from Pe. virgulata against Ae. aegypti had an LC50=101.8ppm, and the extract from the basidiomycete fungus Py. sanguineus had an LC50=156.8ppm against the Ae. aegypti larvae. The Pe. virgulata extract had an LC50=16.3ppm against the An. nuneztovari larvae, and the Py. sanguineus extract had an LC50=87.2ppm against these larvae. Conclusions These results highlight the larvicidal effect of EAM extracts from the endophyte Pe. virgulata against the two larval mosquitoes tested. Thus, Pe. virgulata and Py. sanguineus have the potential for the production of bioactive substances against larvae of these two tropical disease vectors, with An. nuneztovari being more susceptible to these extracts.

Parity and influence of abiotic factors on Anopheles in the Manso dam, State of Mato Grosso, Brazil

Introduction This study examined the parity of Anopheles mosquitoes and the influence of abiotic factors on the distribution of these mosquitoes in the Manso dam, Mato Grosso, Brazil. Methods The anophelines were captured using the Human Attraction Technique for 12 h, while recording the temperature and relative humidity. Parity was determined by examining the conditions of the filaments. Results Anopheles darlingi and Anopheles triannulatus accounted for 98.5% of the anophelines, with 88% of these being parous. Conclusions Sudden variations in weather could be the cause of shifts from the total absence of mosquitoes to the appearance of females in abundance over a three-day period.

Composition, abundance and aspects of temporal variation in the distribution of Anopheles species in an area of Eastern Amazonia

Introduction The diverse and complex environmental conditions of the Amazon Basin favor the breeding and development of Anopheles species. This study aimed to describe the composition, abundance and temporal frequency of Anopheles species and to correlate these factors with precipitation, temperature and relative humidity. Methods The study was conducted in the District of Coração, State of Amapá, Brazil. Samples were collected monthly during three consecutive nights, from 6:00 PM to 10:00 PM, from December 2010 to November 2011. In addition, four 12-hour collections (i.e., 6:00 PM to 6:00 AM) were performed during this period. Results A total of 1,230 Anopheles specimens were collected. In the monthly collections, Anopheles darlingi was the predominant species, followed by An. braziliensis and An. albitarsis s.l., whereas An. darlingi, An. peryassui and An. braziliensis were the most frequent species collected in the 12-hour collections. The greatest number of anophelines was collected in September (the dry season). The highest frequency of anophelines was observed for An. darlingi during September, when there were the least rainfalls of the year, along with lower relative humidity and higher temperatures. There was little variation in the abundance of this species in other months, with the exception of slight increases in February, July and August. Conclusions The major malaria vectors, An. darlingi and An. albitarsis s.l. (likely An. marajoara), were the most abundant species collected in the study area. Consequently, prevention and control measures should be taken to prevent malaria outbreaks in the District of Coração.

Detection of immunogenic proteins from Anopheles sundaicussalivary glands in the human serum

AbstractINTRODUCTION:The saliva of mosquitoes has an important role in the transmission of several diseases, including malaria, and contains substances with vasomodulating and immunomodulating effects to counteract the host physiological mechanisms and enhance pathogen transmission. As immunomodulatory components, salivary gland proteins can induce the generation of specific IgG antibodies in the host, which can be used as specific biomarkers of exposure to Anopheles sundaicus . The objective of this study was to identify immunogenic proteins from the salivary glands of Anopheles sundaicus by reaction with sera from individuals living in malaria-endemic areas who are thus exposed to Anopheles mosquitoes.METHODS:IgG antibodies targeting salivary gland proteins in serum samples from individuals living in malaria-endemic areas were measured by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Sera from healthy individuals living in non-endemic areas were used as negative controls. Determination of the presence of salivary gland immunogenic proteins was carried out by western blotting.RESULTS:Sixteen bands appeared in sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis, with molecule weights ranging from 22 to 144kDa. Among the exposed individuals, IgG responses to salivary gland proteins were variable. Protein bands with molecular weights of 46, 41, 33, and 31kDa were the most immunogenic. These immunogenic proteins were consistently recognized by pooled serum and individual samples from people living in malaria-endemic areas but not by negative controls.CONCLUSIONS:These results support the potential use of immunogenic proteins from the salivary glands of Anopheles as candidate markers of bite exposure or in malaria vaccines.

Anopheles darlingi and Anopheles marajoara (Diptera: Culicidae) susceptibility to pyrethroids in an endemic area of the Brazilian Amazon

Abstract: INTRODUCTION: This study aimed to evaluate the susceptibility of Anopheles darlingi Root (1926) and Anopheles marajoara Galvão & Damasceno (1942) to pyrethroids used by the National Malaria Control Program in Brazil. METHODS: Mosquitoes from Amapá, Brazilian Amazon, were assessed for resistance to cypermethrin, deltamethrin, and alpha-cypermethrin. Insecticide-impregnated bottles were used as suggested by the CDC/Atlanta. RESULTS: Diagnostic dose for Anopheles darlingi was 12.5µg/bottle during 30 min of exposure. Concentrations for Anopheles marajoara were 20µg/bottle of cypermethrin and deltamethrin and 12.5µg/bottle of alpha-cypermethrin. CONCLUSIONS : No resistance was recorded for Anopheles darlingi , but Anopheles marajoara requires attention.

Biologia de Anofelinos Amazônicos. VI. Variabilidade Enzimática em ANOPHELES DARLINGI Root. (DIPTERA, CULICIDAE)

São relatados resultados preliminares sobre o polimorfismo protético de populuções naturais de Anopheles darlingi, procedentes de duas localidades da região amazônica-Ariquemes (Rondônia) e Rodovia PA-422 (Pará). Pata as esterases, foi detectada variação para o locus Est-2na população de Ariquemes, enquanto foi monomórfico na população da PA-422, sendo verificados nesta última, apenas indivíduos com o genótipo Est2*F/Est2*F. A freqüência do alelo Est2*F foi estimada em 0,80 na população de Ariquemes, valor este muito maior do que o observado na população da BR-174 (Manaus/Boa Vista), em estudos anteriores, que foi de 0,48. Os resultados para o sistema da leucina aminopeptidase (LAP) sugerem que a enzima é controlada por três loci, aparentemente monomórficos em ambas as populações.

Estudo da influência da flora intestinal do mosquito Anopheles sp. no estabelecimento da infecção por Plasmodium Berghei

A malária é uma doença infecciosa com um efeito devastador nas áreas afectadas. É provocada pelo protozoário Plasmodium e transmitida pelo insecto vector do género Anopheles. As fêmeas hematófagas ao alimentar-se de um hospedeiro infectado vão dar continuidade ao ciclo de vida do parasita e transmiti-lo a um novo hospedeiro na próxima refeição sanguínea. O intestino médio dos mosquitos é um órgão imunocompetente, onde a presença de microrganismos vai activar o sistema imunitário, determinando a sua capacidade vectorial. Novas abordagens de controlo biológico de doenças transmitidas por vectores parecem ganhar terreno. P. aeruginosa é uma bactéria Gram-negativa, potencialmente patogénica, em especial as estirpes produtoras de muco, sendo um microrganismo modelo em estudos de biofilmes. Estes são caracterizados por conferir tolerância a antibióticos e resistência ao sistema imune do hospedeiro. Com este trabalho pretendeu-se analisar o efeito da influência da flora bacteriana, nomeadamente isolados de Pseudomonas aeruginosa produtores de muco e não produtores, presentes no tracto digestivo de Anopheles sp. e a sua relação com a infecção por P. berghei. Com este estudo é possível afirmar a existência de uma proporcionalidade directa entre a taxa de infecção por P. berghei e a ausência da Microbiota. A presença de Pseudomonas produtoras de muco no intestino médio dos mosquitos demonstrou conferir algum grau de protecção no estabelecimento da infecção, bem como na intensidade da mesma. Contudo, mais estudos necessitam ser realizados e com um maior número de mosquitos, de forma a ultrapassar as limitações impostas pelo tratamento antibacteriano. Possivelmente, a sobreposição de respostas imunes anti-bacterianas e anti-Plasmodium, vão provocar um incremento no sistema imune e limitação das infecções por Plasmodium. Biofilmes bacterianos têm demonstrado a capacidade de aderir e inibir o crescimento de protozoários Uma melhor compreensão do papel da flora microbiana face ao sistema de defesa do hospedeiro poderá contribuir para o desenvolvimento de novas estratégias de controlo da transmissão da malária.